Xilinx XCR3032XL-10VQ44C

Отличный выбор! Xilinx XCR3032XL-10VQ44C — это классический представитель семейства CPLD (Complex Programmable Logic Device), которые широко использовались и до сих пор применяются в задачах «склейки» логики, управления, протоколов и т.д.

Полное описание

XCR3032XL-10VQ44C — это CPLD (программируемая логическая интегральная схема) производства компании Xilinx (ныне часть AMD). Устройство относится к семейству CoolRunner XPLA3, известному своим очень низким энергопотреблением (технология «Zero-Power»), что делает его идеальным для портативных и энергочувствительных применений.

Его основная функция — замена множества простых логических микросхем (74-й серии) или PAL/GAL на одной программируемой микросхеме. Он выполняет логические операции, работу с конечными автоматами, декодирование адресов, интерфейсную «буферизацию» и управление.

Ключевая особенность: Архитектура XPLA3 (eXtended Programmable Logic Array) сочетает преимущества PLA (программируемые AND и OR массивы) и PAL, обеспечивая высокую гибкость и эффективность использования ресурсов.

Технические характеристики (расшифровка обозначения)

Расшифруем парт-номер: XCR3032XL-10VQ44C

• XCR: Обозначение семейства CoolRunner.
• 3032: Указывает на количество макроячеек (32). Это основной параметр, определяющий сложность логики, которую можно реализовать.
• XL: Обозначение подсемейства (в данном случае — низкопотребляющая версия с улучшенными характеристиками).
• -10: Скоростная маркировка. -10 означает, что время задержки распространения сигнала (Tpd) составляет 10 нс (макс.). Это быстрая версия.
• VQ44: Тип корпуса. VQ44 — это Very thin Quad Flat Pack с 44 выводами. Корпус для поверхностного монтажа (SMD).
• C: Диапазон рабочих температур. C = Commercial (коммерческий), от 0°C до +70°C. Существует также I = Industrial (промышленный, -40°C до +85°C).

Основные параметры:

• Семейство: Xilinx CoolRunner XPLA3
• Количество макроячеек: 32
• Эквивалентные логические вентили: ~750
• Макс. время задержки (Tpd): 10 нс (для -10)
• Частота тактового сигнала (Fmax): До ~100 МГц (для внутренней логики)
• Напряжение питания: 3.3 В (ядро и I/O). Важное преимущество — полная совместимость с 3.3В системами.
• Потребляемый ток (статический): Крайне низкий, порядка 10-100 мкА (тип.) в режиме ожидания — отсюда и название «Zero-Power».
• Объем программируемой памяти: 800 бит (EEPROM) для хранения конфигурации пользователя.
• Количество пользовательских выводов ввода/вывода (I/O): 33 (из 44 выводов корпуса).
• Архитектура: Детерминированная (предсказуемая по времени), на основе PLA/PAL.
• Технология программирования: Несколько раз программируемое EEPROM-ядро. Конфигурация сохраняется при отключении питания.
• Поддержка интерфейсов: Легко реализует I²C, SPI, UART, декодирование шин и т.д.

Парт-номера (альтернативные маркировки)

Для данной микросхемы существуют аналоги в других корпусах и с другими характеристиками. Общий формат: XCR3032XL-[Speed][Package][Temperature]

Примеры популярных парт-номеров того же чипа (32 макроячейки):

• XCR3032XL-7VQ44C: Более быстрая версия (Tpd = 7 нс).
• XCR3032XL-10PC44C: Корпус PLCC44 (для панельки, удобен для прототипирования).
• XCR3032XL-10VQ44I: Промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C).
• XCR3032XL-7PC44I: Быстрая, в корпусе PLCC44, промышленная.

Другие устройства из того же семейства CoolRunner XPLA3:

• Меньшей сложности: XCR3064XL (64 макроячейки), XCR3128XL (128 макроячеек).
• Большей сложности: XCR3256XL (256 макроячеек), XCR3512XL (512 макроячеек).

Совместимые и альтернативные модели

Здесь важно разделить понятия: полные аналоги (second source), функционально-совместимые (от другого производителя) и логические наследники (от Xilinx/AMD).

1. Прямые аналоги и Second Source:

Прямых клонов с точно таким же обозначением от других производителей для этого семейства нет. Xilinx была основным производителем.

2. Функционально-совместимые CPLD от других производителей (аналоги по назначению и сложности):

Это CPLD с похожим количеством макроячеек, корпусом и назначением. Внимание! Они НЕ являются drop-in replacement (не прямые замены). Требуется переразводка платы и перепроектирование логики в новой среде разработки.

• Altera (Intel) MAX 3000A:
  • EPM3032ATC44-10 — 32 макроячейки, 44-выводной TQFP, 10 нс, 3.3В. Самый близкий конкурент в свое время.
  • EPM3064ATC44-10 (64 макроячейки) и т.д.
• Lattice ispMACH 4000:
  • LC4032V-10TN44C — 32 макроячейки, 44-выводной TQFP, 3.3В, низкое потребление. Очень близкий аналог по концепции.
• Microchip (Atmel) ATF15xx:
  • ATF1502AS-10JC44 — 32 макроячейки, PLCC44, 5В или 3.3В.

3. Современные наследники и аналоги от AMD (Xilinx):

Семейство CoolRunner-XPLA3 было заменено более новыми линейками, которые также рекомендуются для новых проектов:

• Xilinx CoolRunner-II (семейство XC2C): Более современные, с еще меньшим потреблением и большими возможностями. Ближайший аналог по плотности — XC2C32A.
• Xilinx XA (eXpandable) CPLD: Небольшое семейство, позиционируемое как простое и надежное.
• AMD (Xilinx) CoolRunner™-II CPLD: Прямой эволюционный наследник. Для новых проектов рекомендуется рассматривать XC2C32A.
• Для совсем простых задач: Серия Xilinx XC9500XL (5В/3.3В), но у нее потребление выше.

Важное замечание: Семейство CoolRunner XPLA3 (включая XCR3032XL) находится в статусе «Not Recommended for New Designs» (NRND) или «End-of-Life» (EOL). Для новых разработок настоятельно рекомендуется выбирать более современные семейства (например, CoolRunner-II или даже простые FPGA серии Spartan). Однако, для поддержки и ремонта старой аппаратуры XCR3032XL остается востребованным.

Среда разработки: Оригинальной средой была Xilinx ISE WebPACK (версии ~10.1 и старше). Современные версии Vivado его не поддерживают. Для работы с этим CPLD необходимо использовать старую ISE.